SE BUSCAN EXPERTOS EN METALURGIA PARA TECNOLOGÍAS DEL HIDRÓGENO FABRICACIÓN ADITIVA PARA ORBITAR EL ESPACIO CORTE POR LÁSER BAJO EL AGUA PLEGADO•PUNZONADO•LÁSER•DESBARBADO•PULIDO 2023/4 - 88 METALMECÁNICA EN EÓLICO, MÉDICO, FERROVIARIO... www.interempresas.net
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SUMARIO Director: Ibon Linacisoro Coordinación Editorial: Esther Güell Coordinación Comercial: Víctor Zuloaga, Hernán Pérez del Pulgar, Yuri Barrufet Edita: Director: Angel Hernández Director Comercial: Marc Esteves Director Área Industrial: Ibon Linacisoro Director Área Agroalimentaria: David Pozo Director Área Construcción e Infraestructura: David Muñoz Directora Área Tecnología y Medio Ambiente: Mar Cañas Directora Área Internacional: Sònia Larrosa www.interempresas.net/info comercial@interempresas.net redacción_metal@interempresas Director General: Albert Esteves Director de Desarrollo de Negocio: Aleix Torné Director Técnico: Joan Sánchez Sabé Director Administrativo: Jaume Rovira / Xavier Purrà Director Logístico: Ricard Vilà Servicios externos: Elena Gibert Director agencia Fakoy: Alexis Vegas Amadeu Vives, 20-22 08750 Molins de Rei (Barcelona) Tel. 93 680 20 27 Delegación Madrid Santa Leonor, 63, planta 3a, nave L 28037 Madrid Tel. 91 329 14 31 Delegación Lisboa (Induglobal) Avenida Barbosa du Bocage, 87, 4.º Piso, Gabinete 4 1050-030 Lisboa www.grupointerempresas.com Audiencia/difusión en internet y en newsletters auditada y controlada por: Interempresas Media es miembro de: DL B 30686-2012 ISSN Revista: 2014-8305 ISSN Digital: 2462-6090 «La suscripción a esta publicación autoriza el uso exclusivo y personal de la misma por parte del suscriptor. Cualquier otro reproducción, distribución, comunicación pública o transformación de esta publicación sólo puede ser realizada con la autorización de sus titulares. En particular, la Editorial, a los efectos previstos en el art. 32.1 párrafo 2 del vigente TRLPI, se opone expresamente a que cualquier fragmento de esta obra sea utilizado para la realización de resúmenes de prensa, excepto si tienen la autorización específica. Diríjase a CEDRO (Centro Español de Derechos Reprográficos) si necesita reproducir algún fragmento de esta obra, o si desea utilizarla para elaborar resúmenes de prensa (www.conlicencia.com; 91 702 19 70/93 272 04 47)» Revista bimensual 6 SE BUSCAN EXPERTOS EN METALURGIA PARA TECNOLOGÍAS DEL HIDRÓGENO 24 LAS DIFICULTADES A LAS QUE SE ENFRENTAN LOS CONECTORES EN CADA FASE DE UNA MISIÓN ESPACIAL Fabricación de álabes aeronáuticos: desafíos en el proceso de fabricación 12 Reorientar: fabricación aditiva para orbitar el espacio 20 Corte por láser bajo el agua 26 La industria de tubos, lista para atender la demanda del mercado de hidrógeno 28 Herramientas de corte para soluciones ortopédicas 32 Los láseres de marcado de pulsos ultracortos de Trumpf hacen que la tecnología médica sea más sostenible 38 Dispositivos médicos con electrónica embebida: metodología de diseño y desarrollo para start-ups 40 Green Buffers gana el Swedish Steel Prize 2023 42 Crean una técnica barata para escalar la producción de nanoláminas de materiales como el grafeno 44 CETEMET se convierte en el primer laboratorio de España y tercero de Europa acreditado para la realización de ensayos climáticos en trenes de pasajeros 46 CMZ presenta su gama de tornos de grandes dimensiones TD Z2200-3200 48 El proyecto de:karb ayudará a mostrar la huella de carbono en toda la cadena de suministro 50
6 MEDIO AMBIENTE Y SOSTENBILIDAD Se buscan expertos en metalurgia para tecnologías del hidrógeno La búsqueda en Alemania de un suministro fiable de hidrógeno verde es, actualmente, una cuestión de primer orden, y no solo desde que el Gobierno alemán renovó su Estrategia Nacional del Hidrógeno, en la que establece las directrices nacionales para la producción, el transporte y el uso del hidrógeno y sus derivados. El hidrógeno verde se produce a partir de la electrólisis del agua, utilizando electricidad procedente de fuentes renovables, sin que se emitan gases de efecto invernadero. Desarrollar la infraestructura necesaria es un reto; producir realmente el hidrógeno verde es otro. APORTACIÓN CIENTÍFICA PARA LA INNOVACIÓN Hasta que se disponga de cantidades suficientes de hidrógeno verde que puedan sustituir parte del consumo actual de combustibles fósiles, la WGP (Asociación Académica Alemana de Tecnología de Producción) cree que las principales prioridades son automatizar la producción de pilas y electrolizadores, aumentar drásticamente la capacidad de producción y garantizar la calidad requerida del proceso. Las pilas, el componente central de los electrolizadores en los que el agua se divide en hidrógeno y oxígeno, se fabrican actualmente con métodos puramente manuales, por lo que resultan muy costosas, explica la WGP. Además, las capacidades de producción son limitadas. Los investigadores del WGP están dispuestos a proporcionar la aportación científica para las próximas tareas. La Fraunhofer-Gesellschaft, así como varias universidades y otros centros de enseñanza superior, trabajan El modo en que la protección del clima y la descarbonización están afectando al mundo de la tecnología de fabricación es una evidencia para el sector industrial y aún más para el de automoción. El motor de combustión desempeñó un papel dominante durante décadas, pero ahora los fabricantes y proveedores de máquinas-herramienta buscan, cada vez más, formas de compensar su declive. El paso a las tecnologías del hidrógeno ofrece un gran potencial y oportunidades para nuevos negocios. Las asociaciones de desarrollo con apoyo científico a lo largo de la cadena de valor podrían reducir los riesgos de inversión. Cornelia Gewiehs, periodista independiente, Rotenburg (Wümme) actualmente en las tecnologías del hidrógeno, prestando especial atención a la determinación de las vías de participación de la industria. Grandes empresas como Bosch, ThyssenKrupp y ABB hace tiempo que han desarrollado sus propias estrategias para este mercado en rápido crecimiento. Otro objetivo importante es acelerar la transformación a gran escala si se quieren alcanzar objetivos climáticos ambiciosos o si las empresas desean crear una ventaja para sí mismas en el desarrollo tecnológico de los sistemas de hidrógeno. PLATAFORMA VIRTUAL QUE IMPULSA LA CADENA DE VALOR ‘Referenzfabrik.H2’ fue creada por el Instituto Fraunhofer de MáquinasHerramienta y Tecnología de Conformado IWU de Chemnitz y es
7 MEDIO AMBIENTE Y SOSTENBILIDAD gestionada conjuntamente con el Instituto Fraunhofer de Tecnología de Producción IPT de Aquisgrán y el Instituto Fraunhofer de Nanosistemas Electrónicos ENAS, también situado en Chemnitz. Sirve de marcapasos para la producción industrial a gran escala de electrolizadores y pilas de combustible. Referenzfabrik.H2 representa un sistema de producción híbrido basado en componentes físicos y virtuales. Incluye maquinaria y equipos para la producción de los principales componentes de la pila, como la placa bipolar (BPP), la junta y la membrana recubierta de catalizador (CCM). “Fraunhofer está explorando soluciones descentralizadas”, explica Ulrike Beyer, responsable de Referenzfabrik.H2. El novedoso concepto permite acometer los desarrollos tecnológicos necesarios en los distintos emplazamientos. Por ejemplo, se puede disponer de una prensa de conformado para BPP en Chemnitz y de módulos de proPara Ulrike Beyer, responsable de Referenzfabrik.H2 en el Instituto Fraunhofer de MáquinasHerramienta y Tecnología de Conformado IWU, adentrarse en las tecnologías del hidrógeno ofrece grandes oportunidades, especialmente para las empresas de la metalurgia y el conformado de metales. Foto: Fraunhofer IWU. Fraunhofer IWU está desarrollando tecnologías destinadas a acelerar la producción de chapas bipolares y hacerla más rentable. El laminado es una de estas tecnologías. Foto: Fraunhofer IWU. Para Michael Hirsch, de Profiroll, la ventaja de las tecnologías del hidrógeno reside en que se basan en tecnología probada. Básicamente no hay nada nuevo en las pilas de combustible y la electrólisis, afirma. Sin embargo, hasta ahora todo se ha hecho en el laboratorio. “Ahora se está desarrollando un mercado, y tenemos que ampliarlo para la producción en masa”. Foto: Profiroll.
8 MEDIO AMBIENTE Y SOSTENBILIDAD ducción para CCM en Chemnitz y Aquisgrán. Sus gemelos digitales se recopilan en una arquitectura común y se utilizan para comparaciones de procesos, evaluaciones y observaciones. El objetivo es desarrollar un kit tecnológico cuyos componentes individuales puedan evaluarse tanto desde el punto de vista tecnológico como económico. El objetivo es reducir el riesgo de inversión y apoyar a las empresas en la creación de sus unidades de negocio de hidrógeno. “Existe un enorme interés por las tecnologías del hidrógeno, también por parte de las pyme”, señala Beyer. Sin embargo, añade que las empresas más pequeñas suelen estar más interesadas en generar energía limpia para su propia producción. “Pero creo que lo más importante es reconocer la oportunidad única que existe aquí para generar nuevos negocios en un mercado enorme”, afirma. Esto se aplica sobre todo a las empresas con experiencia en la metalurgia y el conformado de metales. Por ello, Referenzfab-rik.H2 concede gran importancia a que empresas industriales de distintos tamaños y orientaciones se impliquen y colaboren con sus investigadores para impulsar la producción de sistemas de hidrógeno. LA EXPERIENCIA DE LAS EMPRESAS ASOCIADAS, UN COMPONENTE CLAVE En la Referenzfabrik todos trabajan juntos como iguales, informa Michael Hirsch, director de la unidad de negocio ‘Nuevas tecnologías’ de Profiroll Technologies en Bad Düben. Profiroll tiene una larga tradición de colaboración con la Fraunhofer IWU, explica Hirsch. Por este motivo, la empresa, especializada en tecnología de laminado de perfiles e hilos se incorporó al proyecto en una fase temprana, afirma. Había otra buena razón para pasarse NSH Technology se ha convertido recientemente en socio de Referenzfabrik.H2 en Chemnitz. Dentro de la cadena de valor, la empresa ve su lugar principalmente en la fabricación de placas bipolares. La foto muestra a Thomas Koch con un rollo pequeño, que se transfiere a rollos más grandes para la producción (estampación en rollo) de BPP para electrolizadores y pilas de combustible. Foto: NSH Technology. La búsqueda en Alemania de un suministro fiable de hidrógeno verde es, actualmente, una cuestión de primer orden
9 MEDIO AMBIENTE Y SOSTENBILIDAD | Visite hexagon.com #empoweringmakers Empowering makers Empoderando a los fabricantes desde el concepto hasta las operaciones Hexagon permite a los fabricantes superar los desafíos de diseño, producción e inspección. Fabrique con confianza y hágalo bien a la primera.
10 MEDIO AMBIENTE Y SOSTENBILIDAD al hidrógeno: Profiroll está estudiando varias opciones para compensar el declive del sector de la automoción. Sin embargo, no se cree que las mayores oportunidades para el hidrógeno residan en el sector del automóvil, sino más bien como vector energético en la industria y para el almacenamiento de energía. Profiroll ha desarrollado una línea rollo a rollo para la producción de (semi)placas bipolares en cooperación con Fraunhofer IWU para Referenzfabrik.H2. La ventaja de las tecnologías del hidrógeno para Profiroll, dice Hirsch, es que se basan en tecnología probada: “Las pilas de combustible y la electrólisis no son nada nuevo en principio, pero hasta ahora no han progresado más allá del laboratorio. Ahora se está desarrollando un mercado, y necesitamos escalar para la producción en masa”. La cooperación con Referenzfabrik abre la perspectiva de poder producir más rápido y de forma más rentable. POLÍTICA DE PUERTAS ABIERTAS El modelo de socios de Referenzfabrik. H2 está diseñado para que las empresas puedan unirse en cualquier momento con el estatus de ‘principiante’ y luego evolucionar hasta convertirse en ‘experto’ o ‘campeón’. Se ofrecen eventos y cursos de formación centrados inicialmente en temas básicos como los distintos tipos de pilas de combustible y electrolizadores, el funcionamiento de las pilas o la garantía de calidad. También hay talleres en los que se analizan y coordinan pasos individuales del proceso, o se debaten cuestiones como las tolerancias de error y las desviaciones geométricas admisibles. “Estos intercambios con base científica pueden ayudar a las empresas a ahorrar un tiempo valioso”, afirma Thomas Koch, director de Estrategia de Producto de NSH Technology, Chemnitz, al explicar la motivación para participar activamente en la Referenzfabrik. La empresa se ha unido recientemente a Referenzfabrik.H2 como socio gracias a su experiencia en el proceso rollo a rollo, necesario para la producción rentable de placas bipolares metálicas. “Arrojamos luz sobre la cadena de valor y nos interesamos por ver qué necesidades surgen en el mercado y qué puntos débiles pueden eliminarse”, expone Koch. Los grupos de trabajo hacen lo mismo. El Grupo NSH aporta su experiencia en proyectos llave en mano para la industria automovilística, que cada vez recurre más a sistemas de propulsión alternativos. Según Koch, en Referenzfabrik.H2 nos centramos sobre todo en componentes y herramientas de plantas con simetría de rotación, como las destinadas a la producción de placas bipolares. Pero también se trata fundamentalmente de llevar la tecnología de producción para la transición energética al siguiente nivel. GRAN IMPORTANCIA DE LA COLABORACIÓN EN MATERIA DE HIDRÓGENO La cadena de valor ya está muy bien cubierta en la Referenzfabrik, señala Michael Hirsch, de Profiroll. Participan empresas grandes y pequeñas, desde fabricantes de máquinas herramienta hasta especialistas en revestimientos, juntas, procesos de corte y soldadura láser. “Naturalmente, los equipos de Referenzfabrik.H2 serán más fuertes cuanta más gente participe”, afirma Hirsch, a quien también le gustaría ver una mayor participación de usuarios finales y fabricantes de equipos originales. No le preocupa colaborar con la competencia. “Por supuesto, la investigación previa a la producción y el secretismo son siempre un problema”, reconoce. “Pero todos tenemos experiencia suficiente para manejar esto”. También para Thomas Koch las ventajas de la cooperación superan a los inconvenientes. Ve mucho más peligro en que se repita el trauma del desarrollo de los sistemas de energía solar. “Nuestro objetivo debe ser crear una tecnología de producción de bajo coste para los sistemas de hidrógeno”, advierte. “No podemos permitirnos desaprovechar nuestra ventaja tecnológica simplemente porque sea más barato producir en otro sitio”. AUMENTAR LOS NIVELES DE ACEPTACIÓN DEL HIDRÓGENO: UNA CUESTIÓN DE IMPORTANCIA INTERNACIONAL Ulrike Beyer, sin embargo, tiene otras preocupaciones y, por eso, le preocupa menos la competencia en lo que se refiere a las tecnologías del hidrógeno y mucho más la cooperación transfronteriza. “Estamos firmemente decididos a garantizar que la transformación sea un éxito”, afirma. Sin embargo, también está claro que Alemania nunca podrá producir suficiente hidrógeno verde para sus propias necesidades. Siempre dependerá de las importaciones. Tampoco aquí deben repetirse viejos errores. “Está claro que nos interesa cooperar de igual a igual y apoyar a la población local”, insta Ulrike Beyer. Hay que apoyar a las empresas y al personal bien formado de los países de los que Alemania importa hidrógeno para que pongan en marcha sus propios proyectos. “Al fin y al cabo, la motivación de quienes promueven una aceptación general del hidrógeno es la protección del clima”. n Uno de los objetivos es acelerar la transformación a gran escala si se quieren alcanzar los objetivos climáticos
AERONÁUTICA 12 Uno de los avances más significativos que tienen repercusión directa en la productividad es la fabricación híbrida FABRICACIÓN DE ÁLABES AERONÁUTICOS: DESAFÍOS EN EL PROCESO DE FABRICACIÓN En la época actual, la globalización ha desencadenado un período de crecimiento constante en la industria del transporte aéreo. Se proyecta un crecimiento anual sostenido del tráfico aéreo del 4,4% en los próximos 15 años. Este crecimiento conlleva desafíos relacionados con la movilidad sostenible, la seguridad operativa y física, la capacidad de respuesta rápida y asequible a dichos desafíos, y, de manera fundamental, la consideración y respeto por el medio ambiente. Entre los diferentes retos socio-económicos que se pretende abordar, se encuentra el mantenimiento o incremento de la competitividad de toda la cadena de valor en dicho sector (diseño, materiales, fabricación, validación, etc.), lo que conlleva la necesidad de inversión en I+D+i en cada una de las etapas de dicha cadena [1]. Es importante destacar la importancia de la industria aeronáutica para la economía española, ya que supone un 0,77% del valor total del PIB nacional, el 2,6% del total de las exportaciones nacionales, con una inversión en I+D+i de 936 millones de Euros y un tejido empresarial de más de 436 empresas, 17 centros tecnológicos, 6 clusters y 12 universidades [2]. Asimismo, cabe destacar que empresas líderes en este ámbito, como Boeing y Airbus, tienen previsto duplicar la cantidad de aviones fabricados para la década de 2037. Además, ambas compañías coinciden en que alrededor del 70% de los aviones producidos serán de pasillo único, lo que conlleva la necesidad de reducir el peso y el tamaño de los componentes de la turbomaquinaria [3]. Sin embargo, es importante señalar que esta industria aeroespacial está sujeta a rigurosas regulaciones europeas y debe cumplir varios compromisos, entre los cuales destacan: mejorar la eficiencia operativa, reducir el ruido generado por las aeronaves en hasta un 65% y minimizar el consumo de combustible y disminuir las emisiones de gases a la atmósfera. Alineado con los objetivos y compromisos definidos en términos de sostenibilidad, mejora de eficiencia y aumento de la productividad, el ámbito de fabricación juega un papel muy importante puesto que es una de las etapas de la cadena de valor más costosa y larga, sobre todo para componentes rotativos de alto valor añadido pertenecientes a algunas de las etapas del motor de la aeronave. Esto es, la fabricación de este tipo de piezas de alta calidad al precio más bajo posible y en el menor tiempo posible requiere de un análisis detallado en la fase de definición y desarrollo de los procesos de fabricación. Por lo tanto, hay algunas palabras claves que debemos tener en mente y abordaremos a lo largo del presente artículo: piezas de elevada exigencia, eficiencia y competitividad, avances tecnológicos, sostenibilidad y formación y desarrollo del talento. G. Martínez de Pissón, H. González, G. Gómez, O. Pereira, L.N. López de Lacalle Departamento de Ingeniería Mecánica de la Escuela de Ingeniería de Bilbao. Universidad del País Vasco (UPV/EHU)
AERONÁUTICA 13 COMPONENTES ROTATIVOS CRÍTICOS EN EL MOTOR DE AVIÓN En primer lugar, se van a describir los componentes rotativos de los motores de avión que juegan un papel fundamental en el coste de fabricación de un motor. Así, entender los desafíos que se presentan para los fabricantes tanto de máquina-herramienta, fabricantes de herramientas y de utillajes, entre otros. Tal y como se observa en la siguiente figura, podemos diferenciar entre tres geometrías rotativas diferentes. Por un lado, tenemos un Blisk (bladed disk) con álabes integrados. Este tipo de componentes combina la rueda del compresor y los álabes en una sola pieza, lo que resulta en un diseño más aerodinámico y liviano. Sin embargo, el principal desafío reside en la recuperación de piezas tras un defecto, tanto por uso como por error en el proceso de fabricación, puesto que descartar una pieza al completo por un problema en un único álabe no es viable desde un punto de vista sostenible ni económico. Por otro lado, un conjunto con montaje de álabes independientes consta de una rueda con álabes que se unen de manera separada, lo que permite cierta flexibilidad en el reemplazo de álabes dañados. Por último, un impeller es una rueda del compresor que se utiliza para aumentar la presión del aire en un motor, pero no tiene álabes adjuntos, lo que lo hace más simple en diseño y menos eficiente en comparación con los Blisks y los álabes independientes ensamblados en términos de rendimiento aerodinámico. Cada uno de estos componentes tiene sus propias ventajas y desventajas, y su elección depende de las necesidades específicas de la aplicación. A grandes rasgos, las principales características comunes a todos, en términos de desafíos desde el punto Figura 1. Aeronáutica, industria estratégica en la economía española [2] Figura 2. Componentes rotativos críticos [4] De los aviones previstos de fabricar por Boeing y Airbus, alrededor del 70% serán de pasillo único, lo que conlleva la necesidad de reducir el peso y el tamaño de los componentes de la turbomaquinaria
AERONÁUTICA 14 de vista de la fabricación, se pueden englobar en superficies de alta complejidad geométrica y superaleaciones de baja maquinabilidad de Titanio o base Níquel. Complejidad de diseño Este tipo de componentes rotativos están constituidos por superficies libres no desarrollables. Esto es debido a las necesidades fluido-dinámicas de funcionamiento, ya que se diseñan en base a unas especificaciones que condicionan dichas geometrías. Esto presenta su propio desafío para el proceso de fabricación, ya que no permite técnicas de mecanizado convencionales en máquinas convencionales (2 ejes, 3 ejes, 3+1 ejes o 3+2 ejes), lo implica la necesidad de terminar dichas superficies mediante réplicas esféricas o copiado de bola. Las superficies y las formas libres son un gran misterio que el mundo del mecanizado intenta resolver buscando un equilibrio de productividad, sostenibilidad y, alineado con la economía circular [5]. Materiales y desafíos de fabricación Además de todas las dificultades derivadas de la geometría, tenemos que enfrentarnos a las dificultades intrínsecas del material. Este tipo de componentes, dado que trabajan bajo condiciones extremas, suelen estar compuestos de superaleaciones termorresistentes base Níquel o aleaciones de Titanio. Las primeras son capaces de trabajar y mantener las propiedades mecánicas hasta temperaturas de 600 °C, y las segundas están pensadas para aligerar el peso dado que es una aleación muy ligera y que es capaz de trabajar como máximo a 400°C. Por todo lo anterior, es imprescindible tener un proceso robusto para la fabricación de este tipo de componentes para poder asegurar y mejorar la eficiencia de los motores a corto, medio y largo plazo. Para conseguir dicho fin, no basta con simulaciones y modelos, sino que es necesario ensayar dichos componentes de manera real. Para ello, se utilizan bancos de ensayos para analizar el comportamiento de dichos componentes y, aprovechando el feedback de los resultados, realizar una optimización continua de dichos procesos. A continuación, se presenta el desarrollo de un proceso robusto en un banco de ensayos para la fabricación de álabes aeronáuticos ensamblables, trabajando paralelamente con una metodología de medición y control. Este trabajo se ha desarrollado gracias a la financiación proveniente por el Ministerio de Ciencia e Innovación y la Agencia Estatal de Investigación del proyecto TASTE “Tecnologías aerodinámicas para turbofanes engranados (RTC2019-007194-4)”. PROCESO ROBUSTO PARA LA FABRICACIÓN DE ÁLABES AERONÁUTICOS EN UN BANCO DE ENSAYOS Inicialmente, hay que entender lo que implica fabricar una serie de componentes destinados a bancos de ensayos, puesto que hay unas pequeñas diferencias entre las piezas reales y las destinadas a este fin. Las piezas de bancos de ensayos son una réplica de las piezas reales de menor tamaño. Estas reducciones deben mantener las proporciones de las zonas críticas de dichos componentes, como son los radios de redondeo tanto en los extremos de los álabes como en la zona de unión con la superficie inferior. Sin embargo, el diseño de estos componentes para bancos de ensayo debe asegurar que representan el comportamiento que tienen esos componentes de tamaño real. El proceso de fabricación en diferentes etapas que se va a mostrar a continuación, se ha diseñado para los álabes ensamblables del compresor de baja presión. Como este componente trabaja en la “zona fría” del motor, el principal interés es que sean componentes con peso reducido, por lo tanto, se elaboran en una aleación ligera de Titanio, Ti6Al4V. Este material presenta unas prestaciones que combinan alta resistencia, bajo peso, y alta resistencia a la corrosión; lo que supone una implicación directa en la eficiencia general del motor y en el consumo de combustible. Sin embargo, es conocido por los desafíos que presenta para los procesos de arranque de viruta, derivados de su baja conductividad térmica, el calor que se genera durante el proceso de corte y la alta afinidad química que conllevan una reducción de la vida útil de las herramientas de corte [6]. La figura 3 muestra la localización de este tipo de componentes dentro del motor de una aeronave. Figura 3. Localización de álabes rotativos en los turbocompresores aeronáuticos.
AERONÁUTICA 15 Metodología para componentes de bancos de ensayos: Simultaneando procesos Cuando se trata de componentes de tan alto valor añadido como el que aquí nos ataña, la simultaneidad de diversos procesos o etapas de la cadena productiva con retroalimentación intercomunicada entre ellos puede ser una solución, no sólo para alcanzar los requisitos de excelencia, sino que también para optimizar el proceso de producción de una manera circular, como una rueda que no deja de girar. En este caso, se plantea un ciclo combinado de los procesos de mecanizado con los procesos de metrología y control, realizando un feedback constante entre ellos que permita realizar correctivos in situ. La figura 4 recoge la metodología diseñada, combinando los procesos de fabricación que detallaremos más adelante con dos técnicas de inspección: máquina de medir por coordenadas (CMM) y escaneado. De esta manera, se pueden utilizar las observaciones y resultados que se van obteniendo durante el diseño del mecanizado sirven como inputs a la hora de abordar las estrategias de medición, y viceversa. Es importante remarcar que, tal y como se muestra en la metodología, las piezas pasan por diferentes máquinas a lo largo del proceso, lo que puede suponer problemas de alineamiento y posicionamiento en cada una de las distintas etapas. Este problema se podría reducir/simplificar si las mediciones se pudiesen realizar dentro del mismo centro de mecanizado, aplicando un algoritmo con acciones correctivas y preventivas. Comportamiento aerodinámico y elementos de unión: dos grandes quebraderos de cabeza A nivel de calidad, las cotas de mayor exigencia dimensional se encuentran en aquellas zonas de contacto con otros elementos o críticas para el funcionamiento. Por lo que vamos a centrarnos en abordar la óptima fabricación del perfil aerodinámico que se genera en la superficie (exigencia de funcionamiento) y la cola de milano que permite ensamblar el elemento en un disco rotativo (zona de unión). Por un lado, el perfil aerodinámico supone uno de los mayores retos debido a su complicada geometría. Dicha geometría combina los desafíos derivados de las paredes delgadas (gran esbeltez, vibraciones, marcas de mecanizado, flexión tanto de herramienta como de pieza durante el corte, etc.). Para lograr un acabado preciso y consistente, se ha mantenido una trayectoria constante en la operación de acabado, garantizando que la herramienta mantenga un contacto continuo con la pieza en todo momento. Esto es fundamental para evitar discrepancias en la superficie final, conocidas como discontinuidades o mismatches. El sobreespesor es relativamente alto en comparación con otras operaciones de acabado en diferentes piezas, lo que se traduce en una mayor rigidez de la pieza, Figura 4. Metodología fabricación álabe.
AERONÁUTICA 16 mejorando la estabilidad en el corte. Sin embargo, un mayor sobreespesor también puede aumentar las fuerzas de corte y deformar la pieza, lo que se compensa con un paso pequeño que reduce las fuerzas y mejora la rugosidad teórica. Además, las vibraciones durante el proceso afectan negativamente a la rugosidad y aumentan el error dimensional en la pieza final. Por lo tanto, se ha buscado una orientación que reduzca la fuerza transversal normal a la superficie, que es la que genera flexiones en la pieza. Para abordarlo y alcanzar las tolerancias adecuadas, se ha planteado una serie de ensayos con diferentes orientaciones de herramienta realizando operaciones de torno-fresado, para poder seleccionar las condiciones y situaciones óptimas y más productivas para dicha fabricación, tal y como se muestra en la figura 5. Por otro lado, la cola de milano, conocida como ‘dovetail’ tiene unas exigencias geométricas por debajo de las 10 µm, algo que no se puede conseguir fácilmente con cualquier proceso de mecanizado. Este elemento de unión va a ser ensamblado en un disco que dispone de los negativos de dichas geometrías. Esos negativos se realizan mediante el proceso de brochado, donde una herramienta (brocha) dispone de unos dientes que van aumentando su tamaño para llegar a alcanzar la forma final de las ranuras, dentro de tolerancias y asegurando una alta repetitividad a lo largo de todas ellas. Las técnicas de Electroerosión por penetración (SEDM) y Electroerosión por Hilo (WEDM) pueden ser un gran aliado para la fabricación de estas colas de milano, dado que son procesos que nos ofrecen unos acabados del orden de micrómetros y con una calidad superficial difícil de alcanzar por otro tipo de procesos. La principal desventaja es el elevado tiempo que implica dicho proceso. A continuación, se muestra cómo se ha abordado el ajuste y la compensación del hilo en WEDM para poder asegurar que las geometrías alcanzaban las tolerancias exigidas. En la figura 6 se presentan los diferentes ensayos realizados para definir los parámetros de proceso que se recogen en la tabla. Fabricación híbrida: una realidad para aumentar la productividad Uno de los avances más significativos que tienen repercusión directa en la productividad es la fabricación híbrida. La fabricación híbrida consiste en combinar diferentes procesos de fabricación para alcanzar diferentes objetivos, como puede ser reducir el desperdicio de material (fabricación Figura 5. Ensayos y medición del perfil aerodinámico.
AERONÁUTICA 17 aditiva y sustractiva), optimizar tiempos de fabricación (fabricación sustractiva y otros procesos no convencionales) o conseguir mejores acabados superficiales (fabricación sustractiva con procesos abrasivos). Para la fabricación de la cola de milano, se plantea el siguiente esquema combinando electroerosión por hilo (WEDM) para conseguir las geometrías más críticas con un acabado menor a 10 µm. Sin embargo, se ha combinado con un fresado convencional para mecanizar las zonas de menor accesibilidad para el hilo, y por tanto mayores tiempos de fabricación (cambios de posicionamiento, diferentes amarres, etc.). El esquema que se muestra a continuación contiene las etapas que se han realizado en la fabricación de dichos componentes. Cabe destacar que, puesto que es una de las zonas con tolerancias más estrictas, entre el mecanizado y el corte por EDM se realiza una medición mediante la cual se busca reducir al máximo los errores de posicionamiento. Figura 6. Resultados del ensayo de optimización de parámetros de WEDM. Figura 7. Diseño del proceso de fabricación híbrida.
AERONÁUTICA 18 CONCLUSIONES Como se ha podido apreciar, los constantes avances en el ámbito de la aviación, conllevan desafíos constantes en los procesos de fabricación, ya que tienen que ir mejorando día a día (eficiencia, productividad, sosteniCONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA (CNIM XXIV): INNOVACIÓN, CIENCIA E INDUSTRIA El Congreso Nacional de Ingeniería Mecánica se realiza bianualmente y es el principal lugar de encuentro para el intercambio de conocimiento científico y técnico, de experiencias profesionales y de proyectos competitivos en el campo de la Ingeniería Mecánica a nivel nacional. La asistencia y participación en este entorno científico-industrial permite consolidar alianzas entre los diferentes expertos para seguir trabajando con el objetivo de dar solución a los desafíos presentes y futuros de este tipo de componentes. Así como el análisis de nuevos materiales, procesos y enfoques para dar un valor añadido adicional a la industria estatal. Alineado con los desafíos aquí presentes, desde el Centro de Fabricación Avanzada Aeronáutica (CFAA-UPV/ EHU) se presentaron los avances significativos relativos a otro componente rotativo crítico del motor de avión, una carcasa aeronáutica. Este componente comparte gran parte de los desafíos que se citan en el presente artículo, como son los materiales de baja maquinabilidad, vibraciones y amarres derivados de paredes delgadas y las complejidades presentes en las geometrías. Todo ello sin sacrificar la integridad superficial de dichos componentes. bilidad, etc.). En esta situación, innovar en procesos de fabricación de álabes para los bancos de ensayo juegan un papel fundamental puesto que permiten, no sólo someter a ensayos este tipo de componentes en la fase de desarrollo y en la evaluación final de sus propiedades mecánicas, sino también logran avanzar en la búsqueda de nuevas técnicas de fabricación que se traduzcan un aumento de la productividad permitiendo a Europa continuar como líder en el sector aeronáutico. n REFERENCIAS [1] Agenda estratégica de investigación, desarrollo e innovación en aeronáutica 2019 – 2030, Plataforma Tecnológica Aeroespacial Española. [2] Agenda sectorial de la industria aeronáutica, Tedae (Defensa, Seguridad, Aeronáutica y Espacio), Ministerio de Industria, Comercio y Turismo del Gobierno de España. [3] ‘Airbus 2017 Global Market Forecast: Global Networks, Global Citizens 2018-2037’ [4] González, H.; Calleja, A.; Pereira, O.; Ortega, N.; López de Lacalle, L.N.; Barton, M. Super Abrasive Machining of Integral Rotary Components Using Grinding Flank Tools. Metals 2018, 8, 24. https://doi.org/10.3390/met8010024 [5] G. Gómez-Escudero y H. González Barrio, A. Del Olmo, G. Urbikain, Amaia Calleja Ochoa); y L.N. López de Lacalle Marcaide, ‘Superficies y formas complejas: siempre un reto’ [6] Kahya et al. Precision and energy-efficient ball-end milling of Ti6Al4V turbine blades using particle swarm optimization. International Journal of Computer Integrated Manufacturing 2021. Vol.34 pp.110-33. https://doi.org/10.1080/09511 92X.2020.1858504.
20 AEROESPACIAL Reorientar: fabricación aditiva para orbitar el espacio “El cambio es inevitable, el cambio siempre ocurrirá, pero hay que aplicar una dirección al cambio, y es entonces cuando es progreso”, dijo el jugador de fútbol americano Doug Baldwin. Tener una dirección también es crucial cuando se orbita en el espacio, en donde las fuerzas naturales provocan cambios. Por lo tanto, es imprescindible poder reorientarse para no perder la dirección y lograr el progreso. En este artículo se presenta un proyecto de reorientación sostenible en el espacio gracias a las ventajas de la fabricación aditiva o impresión 3D. Kreios Space es una empresa emergente con sede en Barcelona que está desarrollando un sistema de reposicionamiento de satélites mediante la tecnología Abep (Air-Breathing Electric Propulsion) con el objetivo de que los satélites puedan orbitar en órbitas terrestres muy bajas (Vleo, por sus siglas en inglés) usando energías respetuosas con el medioambiente. La orientación correcta de los satélites es clave, ya que una desviación puede conllevar grandes ineficienLa misión de reorientar satélites en el espacio de forma sostenible.
21 AEROESPACIAL cias, cuando no la pérdida total de los equipos. La solución de Kreios permite reorientarlos a través de un plasma generado mediante la compresión de moléculas de aire. Esta compresión, a su vez, es posible gracias a las altas velocidades que alcanzan los satélites y a los colectores de aire que llevan incorporados. El uso de combustibles, por lo tanto, no es necesario, lo que permite ahorrar costes, complejidades técnicas y reducir la huella ecológica. LOS COLECTORES: EL CUIDADO DE LO DIMINUTO Los colectores de aire, claves en la reorientación de los satélites de forma sostenible, plantean principalmente un reto en su proceso de diseño y fabricación: sus geometrías internas complejas, además de su pequeño tamaño, hacen muy costoso y prácticamente imposible que puedan ser fabricados de forma tradicional. Es por eso que Kreios Space ha decidido colaborar con Renishaw y utilizar la fabricación aditiva metálica mediante su modelo de máquina RenAM 500Q que, por otra parte, también les ayuda a reducir, o incluso eliminar, problemas en el ensamblaje al poder fabricarse de una sola pieza los componentes con una elevada productividad y reduciendo el coste final de la pieza. Además, el apoyo de Renishaw no termina en el proceso de fabricación de los colectores, sino que continúa en el postproceso, fase en la que Kreios Space necesita mantener una rugosidad de material relativamente baja para poder estudiar cómo las partículas de aire rebotan en el interior del colector. Este paso también es importante, ya que el colector de aire estará expuesto a las propiedades de las partículas de aire que debe recolectar, a la muy baja densidad del aire atmosférico de las órbitas en las que Kreios quiere colocar sus satélites y a las velocidades hipersónicas de los satélites. Por lo tanto, el principal objetivo de la colaboración es conseguir un prototipo de colector de aire para ser probado en el único laboratorio europeo de aerodinámica de flujo molecular, lo que convertirá a Kreios Space en la primera empresa que realiza pruebas de laboratorio de un colector de aire para la tecnología Abep. Con dichas pruebas, quieren obtener datos experimentales que puedan ser comparados con los resultados de las simulaciones en ordenador. LA FABRICACIÓN ADITIVA: UNA ALIADA IMPRESCINDIBLE La posibilidad de fabricar piezas a medida y la precisión son elementos muy valorados en el desarrollo de aplicaciones industriales. Los sistemas avanzados de fabricación aditiva (FA) de metales que diseña y fabrica la empresa ofrecen esas ventajas, además de favorecer que el proceso de fabricación sea más rentable y sostenible por un menor uso de materiales y un menor gasto en herramientas. También conocida como impresión de metales 3D, la fabricación aditiva metálica permite, mediante técnicas de impresión como la tecnología láser de Powder Bed Fusion, crear piezas tridimensionales a partir de un archivo digital. Para ello, se utilizan finas capas de material que producen formas complejas que no pueden fabricarse con las técnicas tradicionales, como el vaciado, el forjado o el mecanizado. CONCLUSIÓN: EL DETALLE IMPORTA La impresión de metales 3D es una aliada imprescindible en el desarrollo de aplicaciones industriales
22 AEROESPACIAL por su precisión y capacidad de producir formas complejas. Los avanzados y complejos diseños de Kreios Space pueden fabricarse de forma coste-efectiva en la tecnología de fabricación aditiva de Renishaw. Además, garantiza la sostenibilidad en los procesos de fabricación y asegura una mayor rentabilidad. De la fabricación aditiva se alimentan innovaciones como la que hemos visto en este artículo de Kreios Space. Una innovación que, según estimaciones de la propia compañía, podría estar lista para ser probada en órbita en 2026.n Los colectores de aire, claves en la reorientación de los satélites de forma sostenible, plantean principalmente un reto en su proceso de diseño y fabricación
www.delteco.com PRIMER GRUPO DISTRIBUIDOR DE MÁQUINAS HERRAMIENTA PUMA DNT 2600LM DNM 5700 DELEGACIONES: GALICIA, CASTILLA Y LEÓN, ANDALUCÍA, ARAGÓN Y ASTURIAS El grupo Delteco es el distribuidor exclusivo y servicio técnico oficial para España del fabricante coreano DN Solutions. De este modo, Delteco complementa su cartera de productos, pudiendo ofrecer a sus clientes productos tecnológicos líderes a nivel mundial. EXCELENCIA EN SUS MANOS DELTECO MADRID Garzas, 16 Pol. Ind. “El Cascajal” 28320 Pinto Madrid • Spain Tel.: +34 916 926 375 deltecomadrid@delteco.com DELTECO CATALUNYA Av. Castell de Barberà, 11 Centro Industrial Santiga 08210 Barberà del Vallès Barcelona • Spain Tel.: +34 93 719 24 50 deltecocatalunya@delteco.com DELTECO LEVANTE Polígono Industrial “La Coma II” Parcela 33, nave D 46220 Picassent Valencia • Spain Tel. +34 960 610 062 deltecolevante@delteco.com DEIBAR Zona Industrial de Roligo Espargo PT-4520 Sta. Maria da Feira Portugal Tel. +(00 351) 256 330 220 deibar@deibar.com DELTECO Pol. Joxe Mari Korta, Pab. 2 20750 Zumaia Gipuzcoa • Spain Tel.: +34 943 707 007 delteco@delteco.com
24 AEROESPACIAL Las dificultades a las que se enfrentan los conectores en cada fase de una misión espacial El 4 de julio de 2020, el cohete Electron de Rocket Lab sufrió un fallo en el lanzamiento que provocó la pérdida de siete satélites. Una mayor resistencia en uno de los conectores hizo que se recalentara, derritiendo el material antivibraciones que lo recubría. A continuación, las vibraciones produjeron una desconexión que impidió que llegara corriente a la turbobomba. Los conectores experimentan tensiones extremas en todas las fases de las misiones espaciales. En este artículo analizamos las distintas fases de una misión espacial a la Luna, las dificultades a las que se enfrentan los conectores y las medidas que toman los fabricantes para garantizar que resistan unas condiciones tan duras. Alex Raymond, jefe de Producto del especialista en interconexión PEI-Genesis El 4 de julio de 2020, el cohete Electron de Rocket Lab sufrió un fallo en el lanzamiento que provocó la pérdida de siete satélites. Los motores principales y los cohetes propulsores se encienden con gran estruendo y todos los componentes de la nave experimentan intensas vibraciones. Estas vibraciones producen sacudidas que pueden afectar a la integridad de los conectores y a su funcionalidad. Además, los rápidos cambios de temperatura y presión durante el lanzamiento pueden hacer que algunos de los materiales que sellan los conectores se expandan y contraigan, aflojando los contactos y provocando desperfectos en las conexiones.
25 AEROESPACIAL Para superar los retos del lanzamiento, los conectores deben estar diseñados con precisión y robustez. Se utilizan sistemas de acoplamiento, como tornillos niveladores, mecanismos de enclavamiento y acoplamientos de bayoneta, para garantizar conexiones seguras incluso en condiciones de vibración extrema. Las juntas herméticas y los materiales aislantes avanzados protegen los conectores de los cambios de temperatura y presión. ESCAPAR DE LA ATMÓSFERA Cuando la nave espacial comienza a salir de la atmósfera terrestre, se apaga el motor principal, disminuyen las vibraciones y se desecha la primera fase. A continuación, la segunda fase se propulsa hacia una órbita terrestre baja. Sin embargo, los conectores se enfrentan a más dificultades en este entorno extremo. Cuando la nave pasa de la luz solar a la sombra se producen ciclos térmicos que hacen que las temperaturas fluctúen entre -65 y +125 °C en órbita terrestre baja. El casi vacío creado por la falta de atmósfera provoca la desgasificación de los polímeros del interior de los conectores, liberando compuestos orgánicos volátiles (COV) que pueden afectar a otros componentes. El magnetismo residual de los metales utilizados en los conectores puede provocar numerosos errores de lectura de los instrumentos, por ejemplo, fallos críticos en la navegación y la generación de energía. Los conectores diseñados para aplicaciones espaciales en órbita terrestre baja y más allá deben poseer propiedades aislantes que soporten temperaturas extremas. Afortunadamente, muchos de los conectores están situados dentro de la nave, lo que significa que también están aislados por otros componentes. Una de las soluciones para órbitas terrestres bajas son los conectores de grado espacial D38999 (Clase G) con una temperatura de funcionamiento de -65 a +200 grados centígrados. Pueden combinarse con distintos accesorios de categoría espacial, como tubos termorretráctiles y carcasas traseras. Para evitar el problema de la desgasificación, los fabricantes deben extraer los COV antes del lanzamiento. Esto se consigue sometiendo los conectores a temperatura elevada en un horno sellado al vacío. Entre los conectores metálicos fabricados específicamente con bajo magnetismo residual se encuentran los D-Subs espaciales de Positronic. Estos conectores cumplen las especificaciones MILDTL-24308 de clase M para D-Subs y las pruebas estándar de desgasificación NASA-RP-1124. Las pruebas se llevan a cabo utilizando un fluxómetro de acuerdo con los requisitos de calificación espacial de la NASA para componentes eléctricos. La Cooperación Europea para la Normalización Espacial establece los materiales adecuados para su uso en el espacio en su norma de garantía de productos espaciales. Por ejemplo, explica que en los equipos espaciales y de apoyo en tierra deben evitarse metales volátiles como el cadmio, el cinc y el estaño, pues se sabe que forman microfibras en el vacío. Los recubrimientos porosos, como los bañados en oro sobre plata, también plantean riesgos y no deben utilizarse en vehículos espaciales. ALUNIZAJE Cuando la nave espacial se aproxima a la superficie de la Luna se encienden los propulsores para frenar el descenso, levantando enormes cantidades de polvo que recubren la superficie de la nave y de los conectores externos. Las partículas de polvo pueden infiltrarse en los conectores y acumularse en las superficies de contacto, las clavijas y las cavidades. Esto puede provocar un contacto eléctrico deficiente, un aumento de la resistencia e incluso la pérdida intermitente o total de la transmisión de la señal. Los conectores contaminados pueden producir errores en los datos, degradación de la señal, reducción del rendimiento general del sistema o fallos completos. En el diseño del conector se pueden integrar juntas, juntas tóricas, carcasas traseras y fundas termorretráctiles para evitar la entrada de polvo y mantener las conexiones herméticas. Además de proteger contra los cambios de presión, los conectores sellados herméticamente impiden la entrada de polvo y otras partículas. PEI-Genesis, distribuidor de conectores de valor añadido, mantiene sólidas relaciones con fabricantes de conectores de grado espacial. Como asesor de confianza, la empresa adapta soluciones para misiones únicas, aprovechando su amplio inventario para conseguir un acceso rápido. Marcas como Positronic, Amphenol y Souriau ofrecen opciones versátiles para uso aeroespacial, militar y médico. n Cuando la nave espacial comienza a salir de la atmósfera terrestre, se apaga el motor principal, disminuyen las vibraciones y se desecha la primera fase. A continuación, la segunda fase se propulsa hacia una órbita terrestre baja.
26 EÓLICA MARINA Corte por láser bajo el agua Dada la creciente demanda de fuentes de energía renovables, también crece la necesidad de tecnologías modernas de desmontaje para uso submarino. Por ejemplo, para aumentar la potencia de una central eólica en el mar, primero hay que desmontar los viejos armazones de acero bajo el nivel del mar para reconstruirlos después en un tamaño mayor. El Instituto Fraunhofer IWS de Dresde ha encontrado ahora un enfoque tecnológico para utilizar el láser como herramienta de corte en el agua especialmente eficaz, respetuosa con el medio ambiente y que ahorra energía. Un láser verde de longitud de onda especialmente corta, cuya capacidad de corte se da también en el agua, se utiliza para cortar acero y metales en el mar. Fraunhofer IWS ha investigado y desarrollado una solución que ya funciona en el laboratorio. Para cortar acero y otros metales bajo la superficie del agua, los investigadores del Instituto Fraunhofer utilizan láseres verdes de longitud de onda especialmente corta capaces de cortar incluso en el agua. Al mismo tiempo, el agua sirve de herramienta para expulsar a presión la masa fundida resultante del corte. Así se eliminan las pérdidas de potencia, los conductos de gas adicionales y otros inconvenientes. En el laboratorio, esto ya funciona. En septiembre, Fraunhofer IWS presentará el innovador proceso en la feria “Schweißen & Schneiden” de Essen para avanzar hasta su madurez de aplicación junto con socios industriales. El corte de metal con láser no es un Un láser verde de longitud de onda especialmente corta, cuya capacidad de corte se da también en el agua, se utiliza para cortar acero y metales en el mar. Fraunhofer IWS ha investigado y desarrollado una solución que ya funciona en el laboratorio. Foto: Fraunhofer IWS.
27 EÓLICA MARINA método fundamentalmente nuevo. Sin embargo, normalmente se realiza en un entorno seco. La radiación láser infrarroja u otra de onda más bien larga corta el metal. Coaxialmente con el haz, gases auxiliares eliminan el metal fundido en el proceso. En el mar las condiciones son diferentes: El agua dispersa la luz de onda larga en todas direcciones. Como resultado, una gran parte de la potencia del láser se disipa tras una corta distancia. También se requieren complejos sistemas de tuberías para el gas auxiliar. LÁSERES VERDES DE KILOVATIOS COMO CLAVE PARA EL CORTE SUBMARINO Estos inconvenientes se eliminan con la nueva solución aportada por Fraunhofer IWS. Los ingenieros de Dresde utilizan láseres verdes con longitudes de onda mucho más cortas que la mayoría de los láseres industriales actuales. Sin embargo, esto sólo es posible desde que se dispone de láseres verdes de más de un kilovatio para alcanzar la potencia de corte necesaria. En el futuro, son concebibles versiones de longitud de onda más corta con láseres azules. Estos láseres de onda corta penetran incluso en el agua sin pérdidas significativas, por lo que también pueden utilizarse en masas de agua. Este medio, abundante en el mar, puede sustituir al gas de corte necesario en un entorno seco: Esto elimina la necesidad de gasoductos. Otra ventaja es que los gases y las mezclas de gases, como el aire, pueden comprimirse hasta cierto punto antes de utilizarlos en la aplicación. En cambio, el agua apenas puede comprimirse. Por lo tanto, como medio de corte, elimina los restos de fusión en la interfaz con menos fuerza y pérdida de tiempo. MENOS PÉRDIDA DE ENERGÍA Y MÁS POTENCIA En comparación con los métodos de corte habituales hoy en día con sierras, hilos de sierra automáticos y cortadoras de plasma, se espera que el corte por láser subacuático consiga varias ventajas: “El proceso requiere comparativamente poca energía y la transmisión de potencia es más eficiente·, subraya Patrick Herwig, jefe del grupo de corte por láser de Fraunhofer IWS. Añade que este enfoque también permite construir robots submarinos especialmente compactos con accesorios láser. Al ser más pequeños y eficientes que las sierras automáticas actuales, se puede llegar más fácilmente a zonas de difícil acceso de las estructuras submarinas. A diferencia del aserrado, por ejemplo, los equipos de desmantelamiento no necesitarían cargar continuamente los futuros láseres de corte con nuevas cuchillas u otros suministros. Además, un sistema así no genera residuos ni libera materiales peligrosos a la atmósfera. Esta ventaja es especialmente importante en la demolición de viejas centrales nucleares. Allí también suele ser necesario desmontar primero los componentes de acero bajo el agua. Si aquí se utilizara gas de corte, los residuos radiactivos podrían llegar a la superficie del agua con las burbujas. El corte por láser bajo el agua elimina también este problema. EL AGUA: AMIGA EN VEZ DE ENEMIGA Christoph Leyens, director de Fraunhofer IWS, describe la relevancia económica y social de la innovadora tecnología: “El 70% de la Tierra está formado por agua. En el futuro, la humanidad deberá utilizar cada vez más estas reservas submarinas para desarrollar y ampliar fuentes de energía respetuosas con el medio ambiente. Necesitamos nuevas tecnologías de fabricación submarina como nuestras soluciones de corte por láser. Hasta ahora, el agua se consideraba el ‘enemigo’. Estamos invirtiendo esa situación y entendiéndola como una ‘amiga’”. En el siguiente paso, los investigadores quieren seguir desarrollando su concepto probado a escala de laboratorio para convertirlo en sistemas aplicables en la práctica. Fraunhofer IWS aporta su experiencia en tecnología láser, tecnología de sistemas y análisis y diseño de sistemas completos. Los científicos buscan actualmente socios industriales para perfilar escenarios de aplicación concretos, experiencias y retos, así como para acompañar el desarrollo sustancial de la tecnología. n
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